Penjelasan Tentang Cairan dan Larutan

Karakteristik cairan

Gas dapat dicairkan dengan mendinginkan (menurunkan temperatur) pada tekanan tertentu. Ketika suhunya diturunkan, energi kinetik molekul gas akan menurun, dan akan menjadi sebanding dengan gaya tarik antar molekulnya. Akhirnya jarak antar molekul menurun sampai titik gas berubah menjadi cairan.

Cairan memiliki volume tetap pada temperatur tetap tetapi gas tidak memiliki bentuk yang tetap. Dalam hal ini, cairan mirip gas. Namun, kalau diperhatikan jarak antar molekulnya, terdapat perbedaan besar antara cairan dan gas. Satu gram air memiliki volume sekitar 1 cm³, tetapi uap air menempati volume 1,69 x 10³ cm³ pada 373 K dan 1 atm.

Contoh soal

Perbedaan jarak antar molekul.

Dengan menggunakan data di atas, tentukan rasio jarak antar molekul air dan uap air.

Jawab.

Ruang yang ditempati uap air dapat dianggap sebagai kubus. Panjang sisi kubus yang ditempati adalah  

Jadi rasio jarak antara molekulnya adalah 11,1 : 1.

Dalam teori kinetik mengasumsikan bahwa interaksi intermolekul dalam wujud gas sangat kecil, sehingga dapat diabaikan. Dalam wujud cair, setiap molekul dikelilingi banyak molekul lain dan dengan demikian tumbukan mungkin terjadi.

Volume gas dapat ditekan sementara volume cairan hampir tidak dapat ditekan sebab jarak antar molekul jauh lebih pendek. Dalam padatan, setiap molekul cenderung menempati posisi tertentu. Bila susunan molekul dalam padatan teratur, padatan disebut padatan kristalin. Bila tekanan diberikan pada kristal, pengaruh tekanan pada padatan lebih kecil dibandingkan pengaruhnya pada cairan. Bila cairan meleleh, dalam banyak kasus volumenya meningkat sekitar 10%. Hal ini berkaitan dengan perbedaan dalam pengepakan molekul dalam cairan dan padatan. Singkatnya, cairan lebih dekat dengan padat dibandingkan dengan gas.

Partikel gas berdifusi sebab gas bergerak dengan cepat. Molekul cairan bergerak dengan lebih lambat. Partikel dalam padat tidak pernah berdifusi sebab gaya antarmolekul demikian kuat sehingga energi kinetiknya tidak dapat mengatasinya.

Sifat cairan

Tekanan Uap

Seperti dalam kasus gas, energi kinetik molekul cairan tidak seragam tetapi bervariasi. Terdapat keteraturan dalam keragaman ini, dan distribusi energi kinetik ditentukan oleh hukum distribusi Boltzmann. Hukum ini menyatakan bahwa partikel yang paling melimpah adalah partikel dengan energi kinetik rata-rata, dan jumlah partikel menurun dengan teratur ketika selisih energi kinetiknya dengan energi kinetik rata-rata semakin besar.

Beberapa molekul yang energi kinetiknya lebih besar dari energi kinetik rata-rata dapat lepas dari gaya tarik antarmolekul dan menguap. Bila cairan diwadahi dalam ruang tanpa tutup, cairan akan perlahan menguap, dan akhirnya habis. Bila ruangnya memiliki tutup dan cairannya terisolasi, molekulnya kehilangan energinya dengan tumbukan, dsb, dan energi kinetik beberapa molekul menjadi demikian rendah sehingga molekul tertarik dengan gaya antarmolekul pada permukaan cairan dan kembali masuk ke cairan. Ini adalah kondensasi uap dalam deskripsi makroscopik. Akhirnya jumlah molekul yang menguap dari permukaan cairan dan jumlah molekul uap yang kembali ke cairan menjadi sama, mencapai kestimbangan dinamik. Keadaan ini disebut kesetimbangan uap-cair.

Jumlah cairan maupun volume di atas cairan tidak mempunyai pengaruh asal cairannya masih ada. Dengan kata lain, tekanan uap cairan dalam ruang ditentukan oleh jenis cairan dan suhunya. Tekanan uap cairan meningkat dengan meningkatnya suhu. Pola peningkatannya khas untuk cairan tertentu. Dengan meningkatnya suhu, rasio molekul yang memiliki energi yang cukup untuk mengatasi interaksi antarmolekul akan meningkat.

Tekanan uap meningkat dengan kenaikan suhu.

• Titik didih

Temperatur saat mendidih ini disebut dengan titik didih. Titik didih pada tekanan atmosfer 1 atm disebut dengan titik didih normal. Titik didih akan berubah bergantung pada tekanan atmosfer. Bila tekanan atmosfer lebih tinggi dari 1 atm, titik didih akan lebih tinggi dari titik didih normal. Sementara bila tekanan atmosfer lebih rendah dari 1 atm, titik didihnya akan lebih rendah dari titik didih normal.

Titik didih dan perubahannya dengan tekanan bersifat khas untuk tiap senyawa. Jadi titik didih adalah salah satu sarana untuk mengidentifikasi zat.

Metoda ini paling sering digunakan untuk memurnikan cairan. Campuran cairan dapat dipisahkan menjadi cairan komponennya menggunakan perbedaan titik didihnya. Teknik ini disebut sebagai distilasi fraksional.

Titik didih ditentukan oleh massa molekul dan kepolaran molekul. Di antara molekul dengan jenis

gugus fungsional polar yang sama, semakin besar massa molekulnya, semakin tinggi titik didihnya.

Di pihak lain, bahkan untuk massa molekul rendah, molekul dengan kepolaran besar akan mengalami gaya intermolekul yang kuat yang mengakibatkan titik didihnya lebih tinggi.

Energi yang diperlukan untuk mengubah cairan menjadi gas pada STP (0°C, 1 atm) disebut dengan kalor penguapan. Bila gas mengembun menjadi cairan, sejumlah sama kalor akan dilepaskan. Kalor ini disebut dengan kalor kondensasi.

Titik beku

Bila temperatur cairan diturunkan, energi kinetik molekul juga akan menurun, dan tekanan uapnya pun juga akan menurun. Ketika temperatur menurun sampai titik tertentu, gaya antar molekulnya menjadi dominan, dan gerak translasi randomnya akan menjadi lebih perlahan. Sebagai akibatnya, viskositas cairan menjadi semakin bertambah besar.

Kesetimbangan Fasa dan Diagram Fasa

Diagram fasa merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan.

Pemahaman tentang diagram fasa akan terbantu dengan pemahaman hukum fasa Gibbs, hubungan yang diturunkan oleh fisikawan-matematik Amerika Josiah Willard Gibbs (1839-1903) di tahun 1876. Aturan ini menyatakan bahwa untuk kesetimbangan apapun dalam sistem tertutup, jumlah variabel bebas, disebut derajat kebebasan F, yang sama dengan jumlah komponen C ditambah 2 dikurangi jumlah fasa P, yakni,

F = C + 2 – P

dalam titik tertentu di diagram fasa, jumlah derajat kebebasan adalah 2-yakni suhu dan tekanan.

Larutan

Larutan adalah fasa cair yang berupa sistem dua atau multi komponen. Larutan terdiri atas cairan yang melarutkan zat (pelarut) dan zat yang larut di dalamnya (zat terlarut). Pelarut tidak harus cairan, tetapi dapat berupa padatan atau gas asal dapat melarutkan zat lain. Sistem semacam ini disebut sistem dispersi. Untuk sistem dispersi, zat yang berfungsi seperti pelarut disebut medium pendispersi, sementara zat yang berperan seperti zat terlarut disebut dengan zat terdispersi. Baik pada larutan ataupun system dispersi, zat terlarut dapat berupa padatan, cairan atau gas.

konsentrasi

Konsentrasi larutan didefinisikan dengan salah satu dari ungkapan berikut:

Ungkapan konsentrasi

• (1) persen massa (%) =(massa zat terlarut / massa larutan) x 100
• (2) molaritas (konsentrasi molar) (mol dm^–3) =(mol zat terlarut)/(liter larutan)
• (3) molalitas (mol kg^–1) =(mol zat terlarut) / (kg pelarut)

Contoh soal

Hitung jumlah perak nitrat AgNO₃ yang diperlukan untuk membuat 0,500 dm³ larutan 0,150 mol.dm^–3, asumsikan massa molar AgNO₃ adalah 170 g mol^–1.

Jawab

Bila jumlah perak nitrat yang diperlukan x g,   x = [170 g mol^–1 x 0,500 (dm³) x 0,150 (mol dm^-3)]/[1 (dm³) x 1 (dm³)]  ∴  x = 12,8 mg.

Tekanan uap

Tekanan uap larutan juga penting dan bermanfaat untuk mengidentifikasi larutan. tekanan uap larutan dapat diprediksi dari tekanan uap komponennya. Hal ini karena sifat tekanan uap yang aditif. Bila larutan

komponen A dan komponen B dengan fraksi mol masing-masing adalah x_A dan x_B berada dalam kesetimbangan dengan fasa gasnya tekanan uap masing-masing komponen sebanding dengan fraksi molnya dalam larutan. Tekanan uap komponen A, p_A ,diungkapkan sebagai:

p_A= p_A⁰x_A       =>    Hukum Raoult

p_A⁰ adalah tekanan uap cairan A murni pada suhu yang sama.

The boiling point of a liquid is the temperature at which its vapor pressure is equal to the pressure of the gas above it.The normal boiling point of a liquid is the temperature at which its vapor pressure is equal to one atmosphere (760 torr). Microscopic view inside a bubble inboiling water.

interaksi antara molekul individual kedua komponen sama dengan interaksi antara molekul dalam tiap komponen. Larutan semacam ini disebut larutan ideal.

Contoh soal

Tekanan uap cairan A dan B adalah 20 Torr dan 50 Torr pada 25°C. tentukan tekanan uap larutan ideal yang terdiri atas 2 mol A dan 6 mol of B.

Jawab

p_A= p_A⁰x_A= 20 x (2/8) = 5 Torr

p_B= p_B⁰x_B= 50 x (6/8) = 37.5 Torr

P = p_A+ p_B = 42.5 Torr

Larutan Ideal dan Nyata

Gambar kiri menunjukkan kurva tekanan uap sistem biner dua cairan yang cukup berbeda polaritasnya,

aseton Me₂CO dan karbon disulfida CS₂. Dalam hal ini, penyimpangan positif dari hukum Raoult (tekanan uap lebih besar) diamati. Gambar kanan menunjukkan tekanan uap sistem biner aseton dan khloroform CHCl₃. Dalam kasus ini, penyimpangan negatif dari hukum Raoult diamati. Garis putus-putus menunjukkan perilaku larutanideal.

Penyebab penyimpangan dari perilaku ideal sebagian besar disebabkan oleh besarnya interaksi molekul. Bila pencampuran komponen A dan B menyebabkan absorpsi kalor dari lingkungan (endoterm), interaksi molekul antara dua komponen lebih kecil daripada pada masing-masing komponen, dan penyimpangan positif dari hukum Raoult akan terjadi. Sebaliknya, bila pencampuran menghasilkan kalor ke lingkungan (eksoterm), penyimpangan negatif akan terjadi.

Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku

Bila dibandingkan, tekanan uap larutan pada suhu yang sama lebih rendah dari tekanan uap pelarutnya. Jadi, titik didih normal larutan, yakni suhu saat fasa gas pelarut mencapai 1 atm, harus lebih tinggi daripada titik didih pelarut. Fenomena ini disebut dengan kenaikan titik didih larutan.

Dengan menerapkan hukum Raoult pada larutan ideal, kita dapat memperoleh hubungan berikut:

p_A= p_A⁰x_A= p_A⁰[n_A/(n_A+ n_B)] 

(p_A⁰– p_A)/ p_A⁰= 1 – x_A= x_B

x_A dan x_B adalah fraksi mol, dan n_A dan n_B adalah jumlah mol tiap komponen.

Untuk larutan encer, yakni n_A + n_B hampir sama dengan n_A, jumlah mol n_B dan massa pada konsentrasi molal m_B diberikan dalam ungkapan.

x_B= n_B/(n_A+ n_B)  ≅ n_B/n_A= n_B/(1/M_A) = M_Am_B

M_A adalah massa molar pelarut A. Untuk larutan encer, penurunan tekanan uap sebanding dengan m_B, massa konsentrasi molal zat terlarut B.

Perbedaan titik didih larutan dan pelarut disebut dengan kenaikan titik didih, ∆T_b. Untuk larutan encer, kenaikan titik didih sebanding denganmassa konsentrasi molal zat terlarut B.

∆T_b= K_b m_B

Tetapan kesebandingan K_b khas untuk setiap pelarut dan disebut dengan kenaikan titik didih molal.

Titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarut. Perbedaan antara titik beku larutan dan pelarut disebut penurunan titik beku, ∆T_f. Untuk larutan encer penurunan titik beku akan sebanding dengan

konsentrasi molal zat terlarut m_B

∆T_f= K_f m_B

Contoh soal

Penentuan massa molekul dengan metoda penurunan titik beku

Larutan dalam air terdiri atas 100 g H2O dan 5,12 g zat A (yang massa molekulnya tidak diketahui) membeku pada -0,28 ⁰C. tentukan massa molar A.

Tekanan osmosis

Membran berpori yang dapat dilalui pelarut tetapi zat terlarut tidak dapat melaluinya disebut dengan membran semipermeabel. Bila dua  jenis larutan dipisahkan dengan membran semipermeabel, pelarut akan bergerak dari sisi konsentrasi rendah ke sisi konsentrasi tinggi melalui membran. Fenomena ini disebut osmosis.

Bila larutan dan pelarut dipisahkan membran semipermeabel, diperlukan tekanan yang cukup besar agar pelarut bergerak dari larutan ke pelarut. Tekanan ini disebut dengan tekanan osmosis. Tekanan osmosis larutan 22,4 dm³ pelarut dan 1 mol zat terlarut pada 0 °C adalah 1,1 x 10⁵N m^–2. Hubungan antara konsentrasi dan tekanan osmoisi diberikan oleh hukum van’t Hoff’s.

πV = nRT

π adalah tekanan osmosis, V volume, T temperatur absolut, n jumlah zat (mol) dan R gas.

Contoh soal

Tekanan osmosis larutan 60,0 g zat A dalam 1,00 dm³ air adalah 4,31 x 10⁵ Nm^–2. Tentukan massa molekul A.

Jawab

Dengan menggunakan hubungan πV = nRT

4,31 x 10⁵ (N m^–2) x 1,00 x 10^–3 (m³) = [60,0 (g) x 8,314 (J mol^–1K^–1) x 298 (K)]/M (g mol^–1)

∴M = 345 (g mol^–1)

Viskositas

Gaya tarik menarik antar molekul yang besar dalam cairan menghasilkan viskositas yang tinggi. Koefisien viskositas didefinisikan sebagai hambatan pada aliran cairan. Gas juga memiliki viskositas, tetapi nilainya sangat kecil. Dalam kasus tertentu viskositas gas memiliki peran penting, misalnya dalam pesawat terbang.

Viskositas

(1) Viskositas cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggi daripada yang  partikelnya kecil dan bentuknya teratur.

(2) Semakin tinggi suhu cairan, semakin kecil viskositasnya.

Dua poin ini dapat dijelaskan dengan teori kinetik. Tumbukan antara partikel yang berbentuk bola atau dekat dengan bentuk bola adalah tumbukan elastik atau hampir elastik. Namun, tumbukan antara partikel yang bentuknya tidak beraturan cenderung tidak elastik.Dalam tumbukan tidak elastik, sebagian energi translasi diubah menjadi energi vibrasi,dan akibatnya partikel menjadi lebih sukar bergerak dan cenderung berkoagulasi.

Koefisien viskositas juga kadangsecara singkat disebut dengan viskositas dan diungkapkan dalam

N s m^–2 dalam satuan SI. Bila sebuah bola berjari-jari r bergerak dalam cairan dengan viskositas η

dengan kecepatan U, hambatan D terhadap bola tadi diungkapkan sebagai.

D = 6πƞrU

Tegangan permukaan

Tegangan permukaan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan cair.

Tarikan antarmolekul dalam dua fasa dan tegangan permukaan di antar muka antara dua jenis partikel ini akan menurun bila temperatur menurun.

Tegangan antarmuka juga bergantung pada struktur zat yang terlibat. Molekul dalam cairan ditarik oleh molekul di sekitarnya secara homogen ke segala arah. Namun, molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam oleh molekul yang di dalam dan dengan demikian luas permukaan cenderung berkurang. Inilah asal mula teori tegangan permukaan. Bentuk tetesan keringat maupun tetesan merkuri adalah akibat adanya tegangan permukaan.

Tegangan permukaan γdiungkapkan sebagai:

γ= rhg/2

h adalah tinggi kenaikan cairan, r radius kapiler dan g percepatan gravitasi.

PADATAN

Padatan digolongkan dalam dua golongan, padatan kristalin yang partikel penyusunnya tersusun teratur, dan padatan amorf yang partikel penyusunnya tidak memiliki keteraturan yang sempurna.

1. Bahan kristalin

Dalam beberapa bahan kristalin, partikel penyusunnya tersusun sehingga keteraturannya kadang nampak dengan mata telanjang. Kristal yang umum kita lihat adalah natrium khlorida, tembaga sulfat hidrat, dan kuarsa.  Lokasi partikel penyusun padatan kristalin (ion, atom atau molekul) biasanya dinyatakan dengan kisi, dan lokasi setiap partikel disebut titik kisi.  Satuan pengulangan terkecil kisi disebut dengan sel satuan.

Sel satuan

Di tahun 1848, kristalografer Perancis Auguste Bravais (1811-1863) mengklasifikasikan kisi Kristal berdasarkan simetrinya, dan menemukan bahwa terdapat 14 jenis kisi kristal seperti diindikasikan dalam Gambar di bawah. Kisi-kisi ini disebut dengan kisi Bravais. Ke-empat belas kisi 14 diklasifikasikan menjadi tujuh sistem kristal.Pada bahasan kali ini, hanya tiga sistem kubus yang dikenal baik: kubus sederhana, kubus berpusat badan dan kubus berpusat muka yang akan dibahas.

Kisi Bravais. Kristal diklasifikasikan dalam 14 kisi Bravais dan 7 sistem kristal.

Contoh kristalin

Padatan amorf

Susunan partikel dalam padatan amorf sebagian teratur dan sedikit agak mirip dengan padatan kristalin. Namun, keteraturannya terbatas dan tidak muncul di keseluruhan padatan. Contoh padatan amorf: gelas, karet dan polietena.

Padatan kristalin dan amorf

Fitur padatan amorf dapat dianggap intermediate antara padatan dan cairan. Baru-baru ini perhatian telah difokuskan pada bahan buatan seperti fiber optik dan silikon amorf.

Amorf	Penggunaan material
Gelas kuarsa	Serat optik
Gelas khalkogenida	Membran selenium untuk mesin fotokopi
Silikon amorf	Sel surya
Logam besi/kobal amorf	bahan magnetik
Polimer	polistirene
Karbon amorf	karbon hitam (adsorben)
Silika gel	gel (adsorben)

Struktur padatan kristalin

Susunan terjejal

Banyak senyawa, khususnya kristal logam dan molekular mempunyai sifat umum yang memaksimalkan kerapatannya dengan menyusun partikel-partiklenya serapat mungkin. Sruktur kristal semacam ini disebut dengan struktur terjejal.

Struktur terjejal

Gambar c => disebut dengan susunan abab, sruktur yang dihasilkan disebut heksagonal terjejal. Gambar d => disebut dengan susunan abc dan sruktur yang dihasilkan disebut kubus terjejal.

Susunan terjejal memiliki sifat umum:

• (1) bola-bola akan menempati 74% ruang yang tersedia;
• (2) setiap bola dikelilingi oleh 12 bola tetangganya;
• (3) enam bola dari 12 ada di lapis yang sama dan tiga di lapis atasnya dan tiga sisanya dari lapis di bawahnya.

Jumlah bola yang bersentuhan dengan bola yang menjadi acuan disebut dengan bilangan koordinasi.

Bila suatu Kristal dipotong seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, satu bola akan terletak di pusat setiap muka kubus maka kisi ini disebut dengan kisi berpusat muka.

Kisi kubus berpusat muka

Kubus berpusat badan

Beberapa logam, seperti logam alkali, mengkristal dalam kisi kubus berpusat badan, yang mengandung bola yang terletak di pusat kubus dan di sudut-sudut kubus sel satuan sebagaimana diperlihatkan gambar di bawah. 

Kisi kubus bepusat badan

Contoh soal

Dengan bantuan gambar di atas, jawablah: (1) tentukan bilangan koordinasi atom logam di pusat sel satuan (2) berapa bagian bola yang terletak di sudut sel satuan (3) tentukan bilangan koordinasi atom logam di sudut .

jawab

• 8. Bola di pusat dikelilingi delapan bola lain, satu setiap sudut kubus. (2) 1/8. Ada delapan bola (3) 8. Setiap bola di setiap sudut sel satuan hanya bersentuhan dengan delapan bola di pusat sel satuan yang mengelilinginya.

Contoh Soal (kerapatan Kristal)

Radius atom perak adalah 0,144 nm. Dengan mengetahui bahwa perak berstruktur kubus berpusat muka, hitung kerapatan perak (g/cm³).

Jawab

Perlu untuk menentukan volume dan jumlah atom perak dalam sel satuan. Karena panjang diagonal adalah 4r, d dapat ditentukan dengan teorema pytagoras, d² + d² = (4r)² jadi d = r√8 = 0,144 √8 = 0,407 nm. Jumlah atom perak dapat dalam sel satuan dapat dilihat pada gambar kisi kubus berpusat muka. Terlihat terdapat 6 separuh bola dan delapan 1/8 bola. Sehingga totalnya ada 4 bola per sel satuan. Massa atom perak adalah m = 107,9 (g/mol) / 6,022 x 10²³ (atom/mol) = 1,792 x 10^-22 (g/atom). Karena kerapatannya adalah (massa/volume), maka kerapatan perak d_Ag =[4 (atom) x 1,792 x 10^-22 (g/atom)]/(0.407 x 10^-7)³ (cm³) = 10,63 (g/cm³). Nilai yang didapat dari percobaan adalah 10,5 (g/cm³) pada temperatur 20 ⁰C.

Analisis kristalografi sinar-X

Difraksi cahaya terjadi dalam zat bila jarak antar partikel-partikelnya yang tersusun teratur dan panjang gelombang cahaya yang digunakan sebanding. Gelombang terdifraksi akan saling menguatkan bila gelombangnya sefasa, tetapi akan saling meniadakan bila tidak sefasa.  Bila Kristal dikenai sinar-X monokromatis, akan diperoleh pola difraksi. Pola difraksi ini bergantung pada jarak antar titik kisi yang menentukan apakah gelombang akan saling menguatkan atau meniadakan.

Kondisi difraksi Bragg

Andaikan panjang gelombang sinar-X adalah λ. Bila selisih antara lintasan optic sinar-X yang direfleksikan oleh atom di lapisan pertama dan oleh atom yang ada di lapisan kedua adalah 2dsinθ, gelombang-gelombang itu akan saling menguatkan dan menghasilkan pola difraksi. Intensitas pola difraksi akan memberikan maksimum bila:

nλ = 2dsinθ         (8.1)

Persamaan ini disebut dengan kondisi Bragg.

Kondisi Bragg dapat diterapkan untuk dua tujuan. Bila jarak antar atom diketahui, panjang gelombang sinar-X dapat ditentukan dengan mengukur sudut difraksi. Di pihak lain, bila  panjang gelombang sinar-X diketahui, jarak antar atom dapat ditentikan dengan mengukur sudut difraksi.  Prinsip inilah dasar analisis kristalografi sinar-X.

Contoh soal

Sinar-X dengan panjang gelombang 0,154 nm digunakan untuk analisis kristal aluminum. Pola difraksi didapatkan pada θ = 19.3°. Tentukan jarak antar atom d, dengan menganggap n = 1.

Jawab

d = nλ/2sinθ = (1 x 0,154)/(2 x 0,3305) = 0,233 (nm)

Berbagai kristal

Sampai di sini, kristal telah diklasifikasikan berdasarkan cara penyusunan partikelnya. Kristal juga dapat diklasifikasikan dengan jenis partikel yang menyusunnya atau dengan interaksi yang menggabungkan partikelnya.

• Kristal logam
• Kristal ionic
• Kristal molecular
• Kristal kovalen
• Kristal cair

1. Kisi kristal logam terdiri atas atom logam yang terikat dengan ikatan logam.

Sifat-sifat logam yang bemanfaat seperti kedapat-tempa-annya, hantaran listrik dan panas serta kilap logam dapat dihubungkan dengan sifat ikatan logam. Misalnya, logam dapat mempertahankan strukturnya bahkan bila ada deformasi. Hal ini karena ada interaksi yang kuat diberbagai arah antara atom (ion) dan elektron bebas di sekitarnya.

Deformasi sruktur logam.

2. Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggi dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.

Setiap ion natrium dikelilingi oleh enam ion khlorida (bilangan koordinasi = 6).  Demikian juga, setiap ion khlorida dikelilingi oleh enam ion natrium (bilangan koordinasi = 6). Jadi, dicapai koordinasi 6:6.

3. Kristal dengan molekul terikat oleh gaya antarmolekul seperti gaya van der Waals disebut dengan kristal molekul. Kristal yang didiskusikan selama ini tersusun atas suatu jenis ikatan kimia antara atom atau ion. Namun, kristal dapat terbentuk, tanpa bantuan ikatan, tetapi dengan interaksi lemah antar molekulnya. Bahkan gas mulia mengkristal pada temperatur sangat rendah. Argon mengkristal dengan gaya van der Waals, dan titik lelehnya –189,2°C. Padatan argon berstruktur kubus terjejal.

4. Banyak kristal memiliki struktur mirip molekul-raksasa atau mirip polimer. Dalam kristal seperti ini semua atom penyusunnya (tidak harus satu jenis) secara berulang saling terikat dengan ikatan kovelen sedemikian sehingga gugusan yang dihasilkan nampak dengan mata telanjang. Intan adalah contoh khas jenis kristal seperti ini, dan kekerasannya berasal dari jaringan kuat yang terbentuk oleh ikatan kovalen orbital atom karbon hibrida  sp3 . Intan stabil sampai 3500°C, dan pada temperatur ini atau di atasnya intan akan menyublim.

Kristal yang diberikan di bawah ini termasuk kristal logam, ionik, kovalen, atau molekular. Kenali jenis masing-masing.

padatan	Titik leleh (°C)	Kelarutan dalam air	Hantaran listrik
A	150	Tak larut	Tidak
B	1450	Tak larut	Menghantar
C	2000	Tak larut	Tidak
D	1050	Larut	Tidak

Jawab

A = kristal molekular, B = kristal logam, C = kristal kovalen, D = kristal ionik

5. Kristal memiliki titik leleh yang tetap, dengan kata lain, kristal akan mempertahankan temperatur

dari awal hingga akhir proses pelelehan. Sebaliknya, titik leleh zat amorf berada di nilai temperatur yang lebar, dan temperatur selama proses pelelehan akan bervariasi.